微練38　實驗13用多用電表測量電學(xué)中的物理量-2026版大一輪高中物理（解析版）

微練38實驗13:用多用電表測量電學(xué)中的物理量1.某同學(xué)用量程為1mA、內(nèi)阻為120Ω的表頭按圖甲所示電路改裝成量程分別為1V和1A的多用電表。圖中R1和R2為定值電阻，S為開關(guān)?；卮鹣铝袉栴}:(1)根據(jù)圖甲所示的電路，在圖乙所示的實物圖上連線。見解析圖(2)開關(guān)S閉合時，多用電表用于測量電流(填“電流”“電壓”或“電阻”)；開關(guān)S斷開時，多用電表用于測量電壓(填“電流”“電壓”或“電阻”)。

(3)表筆A應(yīng)為黑(填“紅”或“黑”)色。

(4)定值電阻的阻值R1=1.00Ω，R2=880Ω。(均保留3位有效數(shù)字)

解析(1)連線如圖所示。(2)本實驗考查的是電表的改裝。改裝成電壓表時，要串聯(lián)電阻，改裝成電流表時，要并聯(lián)電阻。根據(jù)題圖甲所畫電路，閉合開關(guān)時，電流表與R2串聯(lián)后再與電阻R1并聯(lián)，用于測電流，斷開開關(guān)時，只串聯(lián)一個電阻R2，用于測電壓。(3)根據(jù)表頭可知電流應(yīng)從表筆B進，從表筆A出，由“紅進黑出”可知，表筆A應(yīng)為黑色。(4)斷開開關(guān)S時，多用電表為1V的電壓表，故R2=11×10-3Ω-120Ω=880Ω，閉合開關(guān)S時，多用電表為1A的電流表，故R1=1V1A答案(1)見解析圖2.如圖甲所示，數(shù)字多用電表是近來發(fā)展起來的高科技電子產(chǎn)品，它具有測量精度高、讀數(shù)方便等許多獨特的優(yōu)點。以型號“DF930”普通數(shù)字多用電表為例，其電壓擋所有量程內(nèi)阻高達10MΩ以上，而機械指針式電壓表內(nèi)阻一般為幾千歐到幾十千歐?，F(xiàn)有一塊型號為“DF930”的數(shù)字多用電表，用它來測量一只電池的電動勢和內(nèi)電阻。提供的其他測量器材還有:一只滑動變阻器R(0~30Ω)，兩只開關(guān)，導(dǎo)線若干。實驗要求:利用這些器材，盡量采用最簡單的測量方法，分兩步進行。首先測量電動勢，待電動勢測定之后再測量其內(nèi)電阻?，F(xiàn)按圖乙連接好測量電路。操作步驟:(1)將數(shù)字多用電表選擇開關(guān)置于電壓擋，選擇合適的量程，斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S2，記錄表的示數(shù)，然后反復(fù)測量多次，取平均值并記為a。

(2)將數(shù)字多用電表選擇開關(guān)置于歐姆擋，選擇合適的量程，斷開開關(guān)S2，閉合開關(guān)S1，記錄表的示數(shù)，記為b，緊接著進行以下的操作:將選擇開關(guān)置于電壓擋，選擇合適的量程，然后同時閉合開關(guān)S1和S2，記錄表的示數(shù)并記作c，把b和對應(yīng)的c作為一組數(shù)據(jù)記錄下來，然后反復(fù)測量多次，得到多組數(shù)據(jù)。

(3)a(填“a”“b”或“c”)即為干電池的電動勢。

(4)干電池的內(nèi)電阻的表達式r=

ab-bcc(用a、b、c表示)，將步驟(1)(2)測得的數(shù)據(jù)代入公式，求出r的平均值，即為干電池的內(nèi)電阻。解析(1)為了測電源的電動勢，需將選擇開關(guān)置于電壓擋，斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S2，此時電表示數(shù)即為電源的電動勢E，E=a。(2)測量外電阻需要將電路斷開測量，故斷開S2，選擇開關(guān)應(yīng)置于歐姆擋，閉合S1，此時電表示數(shù)即為變阻器接入電路的阻值R，R=b；為測電源的路端電壓，選擇開關(guān)應(yīng)置于電壓擋，此時電表示數(shù)即為電源的路端電壓U，U=c。(3)由(1)知a即為干電池的電動勢。(4)由閉合電路歐姆定律E=U+URr，即a=c+cbr，得r=3.(2024·浙江卷)在測繪發(fā)光二極管在導(dǎo)通狀態(tài)下的伏安特性曲線實驗中。(1)用多用電表歐姆擋判斷發(fā)光二極管的正負極選用×100擋時，變換表筆與二極管兩極的連接方式，發(fā)現(xiàn)電表指針均不偏轉(zhuǎn)。選用×1k(填“×10”或“×1k”)擋重新測試，指針仍不偏轉(zhuǎn)，更換二極管極性后，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)，此時與多用電表紅色表筆相連的是二極管負極(填“正極”或“負極”)。

(2)圖甲是已完成部分連線的實物圖，為實現(xiàn)電壓可從零開始調(diào)節(jié)，并完成實驗，P應(yīng)連接a(填“a”“b”“c”或“d”)接線柱，Q應(yīng)連接d(填“a”“b”“c”或“d”)接線柱。某次選用多用電表量程為50mA擋測量，指針如圖乙所示，則電流I=45.0mA。

(3)根據(jù)測得數(shù)據(jù)，繪出伏安特性曲線如圖丙所示，說明該二極管是非線性(填“線性”或“非線性”)元件，正常發(fā)光時電壓在1.9~2.5V范圍。

解析(1)指針未偏轉(zhuǎn)，說明可能電阻過大，應(yīng)換用×1k檔繼續(xù)實驗；根據(jù)“紅進黑出”原則及二極管單向?qū)щ娦钥芍c紅色表筆相連的是二極管負極。(2)實現(xiàn)電壓可從零開始調(diào)節(jié)，滑動變阻器采用分壓式接法，P應(yīng)連接a；根據(jù)題圖丙可知電壓表選取0~3V量程，故Q接d；多用電表量程為50mA，分度值為1mA，需要估讀到0.1mA，故電表的讀數(shù)為4×10mA+5×1mA+0×0.1mA=45.0mA。(3)根據(jù)題圖丙可知I隨U非線性變化，故說明該二極管是非線性元件，根據(jù)題圖丙可知正常發(fā)光時即有電流通過時電壓在1.9V~2.5V范圍。4.(2022·河北卷)某物理興趣小組利用廢棄電飯煲的部分器材自制簡易電飯煲，設(shè)計電路如圖甲所示。選用的器材有:限溫開關(guān)S1(手動將其按下，開始持續(xù)加熱煮飯，當鍋內(nèi)溫度高于103℃時自動斷開，之后不能自動閉合)；保溫開關(guān)S2(當鍋內(nèi)溫度高于80℃時自動斷開，溫度低于70℃時自動閉合)；電飯煲的框架(結(jié)構(gòu)如圖乙所示)。自備元件有:加熱電阻絲R(阻值為60Ω，用于加熱煮飯)；限流電阻R1和R2(阻值均為1kΩ)；指示燈L1和L2(“2.5V0.6W”，當電流低于30mA時可視為熄滅)；保險絲T。甲乙(1)(多選)按照興趣小組設(shè)計的電路，下列說法正確的是CD(填選項字母)。

A.按下S1，L1和L2均發(fā)光B.當鍋內(nèi)溫度高于103℃時，S1自動斷開，L1和L2均發(fā)光C.保溫過程中，S2自動在閉合、斷開狀態(tài)之間交替切換D.當鍋內(nèi)溫度低于70℃時，S2自動閉合，L1發(fā)光，L2熄滅(2)簡易電飯煲制作完成后，試用時L1始終不亮，但加熱和保溫功能均正常。在不增加元件的前提下，斷開電源，使用多用電表判斷發(fā)生故障的元件。下列操作步驟的正確順序是CABDE(填寫各步驟前的字母)。

A.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置B.將兩支表筆直接接觸，調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向歐姆零點C.調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指到零刻度D.測量指示燈L1兩端的阻值E.將選擇開關(guān)置于OFF位置或交流電壓最高擋操作時，將多用電表兩表筆與L1兩端接觸，若指針如圖丙所示，可判斷是L1斷路損壞；若指針如圖丁所示，可判斷是R1斷路損壞。(用電路中的元件符號表示)

丙丁解析(1)按下S1后，L2支路被短路，則L2不會發(fā)光，A項錯誤；當鍋內(nèi)溫度高于103℃時，S1斷開，而要溫度降到70℃以下時S2才會閉合，則此時L2可能發(fā)光，此時電路中R與R1和L1的串聯(lián)部分并聯(lián)，并聯(lián)的整體再和L2、R2串聯(lián)，指示燈L1的電阻RL1=U2P≈10.42Ω，則回路中并聯(lián)的整體電阻R并≈56.64Ω，則回路總電阻R總=1067.06Ω，回路總電流I總=220VR總≈0.21A，則L2一定發(fā)光，此時并聯(lián)的整體的電壓為U并=I總R并≈11.89V，則流過L1的電流為IL1=U并R1+RL1≈11.891000+10.42A≈0.012A，小于30mA，則L1熄滅，B項錯誤；由題知，S2在鍋內(nèi)溫度高于80℃時自動斷開，鍋內(nèi)溫度降到70℃以下時S2自動閉合，C項正確；當鍋內(nèi)溫度低于70℃時，S2自動閉合，L2支路被短路，則L2熄滅，此時電路中R與R1和L1的串聯(lián)部分并聯(lián)，則此時流過L1的電流為IL1'=ER1+RL1=2201000+10.42A≈0(2)多用電表的操作步驟為:調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指到零刻度——機械調(diào)零；將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置——選擋；將兩支表筆直接接觸，調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向歐姆零點——歐姆調(diào)零；測量指示燈L1兩端的阻值——測量；將選擇開關(guān)置于OFF位置或交流電壓最高擋——關(guān)閉多用電表。故正確順序為